Проектирование цифровой первичной сети связи на участке железной дороги

Федеральное государственное образовательное  учреждение

среднего профессионального образования.

Ярославский техникум железнодорожного транспорта.

КП 210407.19.00.ПЗ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Системы телекоммуникации».

По теме: «Проектирование  цифровой первичной сети связи на участке железной дороги»

Ярославль 2008г.

1. Введение.........................................................................................................4

2. Разработка схем организации  связи:

2.1 Разработка структурной схемы  организации связи. Выбор типа

 соединительных линий.....................................................................................7

2.2 Разработка плана нумерации......................................................................8

2.3 Схема организации связи............................................................................10

3. Расчет числа соединительных  линий: 

3.1 Расчет возникающей абонентской нагрузки..............................................32

3.2 Определение количества соединительных  линий....................................34

4. Определение объема оборудования:

4.1 Расчет числа субмодулей.............................................................................35

4.2 Расчет  периферийных модулей..................................................................35

4.3 Расчет числа кассет.......................................................................................36

4.4 Расчет числа управляющих  модулей...........................................................36

4.5 Расчет числа базовых блоков.......................................................................36

5. Разработка комплектации  статива................................................................37

6. Разработка плана  размещения оборудования............................................40

7. Разработка плана  кабельной проводки.......................................................43

8. Техника безопасности при строительстве коммутационной станции.......44

9. Сметно-финансовый расчет...........................................................................48

10. Список используемой  литературы..............................................................50

   Общие  тенденции развития современных  систем связи направлены на  создание цифровых сетей, обеспечивающих  организацию сетей с интегральным  обслуживанием. Внедрение цифровых  и волоконно-оптических систем  передачи информации (ЦСП и ВОСП), а также цифровых систем коммутации (АТС-Ц) на уровне магистральных и дорожных сетей связи железнодорожного транспорта уже продемонстрировало известные преимущества цифровой техники в отношении качества организуемых каналов, технологичности обслуживания оборудования, расширения спектра предоставляемых услуг, но в то же время и поставило ряд проблем, которые должны решаться в рамках единой технической политики ОАО "РЖД".

   С целью  решения этих проблем в ОАО  "РЖД" принято решение о  проведении информационной реформы, которая предполагает внедрение информационных технологий во все сферы деятельности транспорта на основе широкого применения вычислительной техники и передовых технологий телекоммуникаций. В июле 1997 г. была принята "Концепция создания сети связи ОАО "РЖД" с интеграцией услуг" и утверждены "Основные направления развития телекоммуникаций и информации железнодорожного транспорта России до 2005г."

   "Концепция  создания сети связи ОАО "РЖД"  с интеграцией услуг"- это изложение  задач и положений о поэтапном развитии связи в ОАО "РЖД" с установлением приоритетов, средств и путей достижения.

   Существующая  сеть связи ОАО "РЖД" в  основной своей части морально  и физически устарела и не  отвечает потребностям отрасли  по объему и качеству передаваемой информации, особенно по передаче данных, что в значительной степени затрудняет проведение работ по информатизации железнодорожного транспорта. Развитие сети тесно связано с ее коренной реконструкцией и внедрением новых технологий, основанных на использовании цифровых средств связи.

   Перспективные  цифровые сети связи должны  создаваться с учетом следующих  принципов:

1. Интеграция в единую  цифровую сеть связи средств  передачи телефонных, телеграфных,  факсимильных сообщений, передачи  данных, высокоскоростных широкополосных сигналов, включая видеоконференцсвязь и соединения высокопроизводительных компьютерных сетей в режиме реального времени.

2. Обеспечение  единых алгоритмов процессов  соединений, разъединений и обмена  информацией между абонентскими  пунктами сети.

3. Обеспечение  единства стыков (интерфейсов) на  различных уровнях иерархии сети  связи.

4. Централизация  технического обслуживания станционного  и линейного

оборудования  с возможностью автоматического  резервирования отказавшего 

оборудования.

5. Предоставление абонентам широкого круга дополнительных услуг, действующих по всей сети связи.

6. Объединение  на железнодорожном транспорте  системы оперативно-технологической  связи и связи общего пользования  с приоритетом в предоставлении  услуг связи абонентам оперативных служб.

    В  концепции показано, что для решения задач построения перспективной цифровой сети связи вопросы развития первичных и вторичных сетей необходимо решать комплексно с учетом факторов надежности, оперативности, удовлетворение потребностей абонентов с использованием передовых коммуникационных технологий. Исходным для построения первичной сети являются потребности вторичных, с которыми применяемые системы передачи должны стыковаться, как правило, на уровне первичных цифровых каналов. Для первичных сетей должны быть характерны кольцеобразные структуры со свободным доступом к первичным каналам, аппаратура перекрестной коммутации, позволяющая обеспечивать аварийные переключения линейных трактов при повреждениях, встроенные системы защиты, наличие систем диагностирования и управления сетью. На первом  этапе развития цифровых сетей на уровне отделенческих сетей связи важным элементом становится аппаратура доступа (абонентские мультиплексоры), которые существенно облегчают подключение аппаратуры вторичных  сетей технологической связи, расположенных на малых станциях и перегонах.

   Первичная сеть  связи как основа системы электросвязи  ОАО "РЖД" определяет ее  главные качественные характеристики: надежность, пропускная способность,  управляемость и технико-экономические показатели. Цикл жизни первичной сети обычно значительно превышает аналогичный период для вторичной сети, поэтому технология перспективной первичной сети должна быть оптимальна как для всех существующих на ее основе вторичных сетей, так и для возможного расширения их функций и интеграции.

   В последнее  время на телекоммуникационный  рынок России поступает все  больше разного оборудования  отечественного и зарубежного  производства. Различные фирмы, от  крупных, известных и давно  завоевавших авторитет на мировом рынке, до более мелких, предлагающих аппаратуру в узких областях электросвязи, настойчиво рекламируют свои изделия, пытаясь завоевать симпатии операторов связи. Понятен их интерес к железным дорогам России, которые имеют вторую по величине сеть связи и лицензию на предоставление услуг связи. Отечественные производители средств связи, лишившись крупных государственных заказов, стали предлагать свою продукцию, изготовленную по техническим условиям заказчика. Как и зарубежные фирмы, они обеспечивают сдачу линий, а нередко и сетей связи "под ключ".    

2. Разработка схемы  организации связи

2.1 Разработка структурной  схемы организации связи. Выбор  типа соединительных линий.

Первым шагом  проектирования новой АТС является разработка структурной схемы организации связи и выбор типа соединительных линий. В первую очередь необходимо получить информацию о проектируемой сети: какие объекты будет обслуживать проектируемая ЖАТС; тип и назначение окружающих (встречных) АТС, с которыми будет связана новая ЖАТС.

ЖАТС-2 – МиниКОМ DX-500 – это полностью цифровая коммутационная система. Её архитектура позволяет строить сети связи в конфигурации с многократным доступом к одному или нескольким цифровым трактам, что существенно повышает эффективность использования каналов связи и увеличивает пропускную способность сети

Второй этап – выбор типа соединительных линий. Для межстанционного взаимодействия система МиниКом DX-500 использует фирменный протокол DX-NET, который обеспечивает полный обмен служебной информацией между частями станции. Работа с другими АТС организована по стандартным протоколам EDSS-1; QSig; 2BCK(R-1,5).

Рис.1

2.2 Разработка плана нумерации.

     Нумерация АЛ должна быть выполнена с учетом единой нумерации, которая включает в себя 3 правила:

1.   Все  номера абонентов должны быть четырех- или пятизначными;

2. Первая цифра  абонентского номера указывает  на административную принадлежность:

цифра 1 - справочная служба;

цифра 2 - линейные предприятия;

цифра 3 - отделения  дороги;

цифры 4,5 - управление дороги;                                                                   

цифры 6,7, - резервные и используются для дополнительных административных номеров или номеров квартирного сектора;

цифра  8 - выход  в сеть ГАТС;

цифра  0 - выход  в сеть ДАТС.

3. Руководящие  работники ж/д транспорта, занимающие  одинаковые должности, но находящиеся  на разных ж/д узлах должны  иметь строго фиксированные телефонные номера.

   В данном  случае проектируемая ЖАТС-2 имеет  емкость 560 и обслуживает крупную ж/д станцию. Значит, номера абонентов ЖАТС-2 будут начинаться с цифры 3, а именно 30-00/35-59.

 ЖАТС-1 типа MD-110, обслуживающее отделение дороги, емкостью 1024 будет иметь следующие номера 35-60/39-99, 60-00/65-84.

Таблица №1

2.3 Схема организации связи.

Техническое описание МиниКОМ DX-500.ЖТ

Область применения аппаратуры оперативно-технологической  связи МиниКОМ DX-500.ЖТ

Аппаратура  МиниКОМ DX-500.ЖТ предназначена для применения в  качестве распорядительной станции  единого диспетчерского центра управления (ЕДЦУ) дорожной и отделенческой системы оперативно-технологической связи, а также в качестве исполнительной аппаратуры на станциях всех типов, депо, промышленных предприятиях. Данная аппаратура может использоваться в качестве распорядительной, исполнительной или исполнительно-распорядительной станции (в том случае если на исполнительной станции часть пультов включены в распорядительном режиме).

Для применения в системе общетехнологической  связи предусмотрена аппаратура МиниКОМ DX-500 предназначенная для строительства АТС емкостью до 4000 аналоговых портов, при этом в зависимости от емкости АТС она может быть размещена, как в отдельном, так и общем шкафу с аппаратурой ОТС.

Краткое техническое описание аппаратуры МиниКОМ DX-500.ЖТ

Назначение

Аппаратура предназначена для организации в цифровых, цифро-аналоговых и аналоговых сетях следующих видов связи:

• всех видов диспетчерской связи, постанционной связи и каналов поездной радиосвязи;
• перегонной и межстанционной связи;
• станционной распорядительной и стрелочной связи;
• каналов тональной частоты и передачи данных (в цифровых сетях).

Функциональные  возможности

По функциональным возможностям аппаратура отвечает требованиям «Технического  задания на аппаратуру ОТС-Ц», утвержденному 12 марта 1998 года.

При работе в цифро-аналоговой сети распорядительная(ые) и исполнительные станции соединяются между собой цифровыми потоками Е1 образованными любой системой передачи (оптоволоконная, кабельная, xDSL).  Станции соединены между собой по кольцевой схеме. Количество станций в одном кольце не более 20. При большем количестве станций кольца соединяются между собой потоками Е1 на мостовых станциях (станция 20 первого кольца и станция 1 второго кольца).

С целью резервирования на случай разрыва кабеля возможно резервирование тайм-слотов из потока Е1 каналами ТЧ. Для каждой линии избирательной связи необходимо один канал ТЧ для разговорного канала (В-канал) и не менее одного канала ТЧ на две линии избирательной связи для канала сигнализации (D-канал).

На любой станции  возможно подключение до 2-х ответвлений, организованных в цифровых потоках Е1. Это подключение выполняется аналогично приведенному на рисунке через мостовую станцию.

При наличии аналоговых ответвлений от линии избирательной  связи они подключаются к аппаратуре МиниКОМ DX-500.ЖТ через специализированные субмодули, которые преобразуют цифровую сигнализацию и речь, передающуюся по Е1 в аналоговую и обратно.

Все абоненты стрелочной станционной распорядительной связи, линии перегонной и межстанционной связи и каналы ТЧ и передачи данных включаются в аппаратуру через соответствующие специализированные субмодули. Межстанционная связь, коме того, может быть организована по одному из речевых каналов потока Е1, выделяемого на каждой станции.

При организации оперативно-технологической связи на больших железнодорожных станциях при установке коммутаторов МиниКОМ DX-500.ЖТ в нескольких местах станции (с распределенным включением абонентов) необходимо соединить эти коммутаторы потоками Е1 по схеме каждый с каждым. Использование в этих потоках специализированного протокола DX-NET позволяет получить единый пространственно-распределенный коммутатор, причем включение как входящего так и исходящего цифровых потоков групповых диспетчерских связей может выполняться в любой коммутатор данной станции. Для организации внутристанционных потоков Е1 может использоваться медный симметричный кабель (при расстояниях до 1 км), системы передачи по ВОЛС либо модемы, работающие по протоколам xDSL.

Структурная схема аппаратуры МиниКОМ DX-500.ЖТ

Структурная схема аппаратуры МиниКОМ DX-500.ЖТ приведена на рис.1.

В состав аппаратуры входят следующие модули (кластеры):

- DX-500Tr-ADK - управляющий модуль (кластер) распорядительной или исполнительно-распорядительной станции. В аппаратуре устанавливается 2 модуля, один из которых является главным по отношению ко второму. В каждом модуле хранится версия программного обеспечения и конфигурационные данные, но только в главном находится единственно верная версия ПО и данных. Второй модуль, не являющийся главным постоянно сверяет свои данные с данными мастера и в случае обнаружения расхождений исправляет свои данные. Каждый модуль в нормальном режиме работы управляет своими 4-мя модулями, среди которых могут быть модули линейных комплектов (DX-500М - 32М) или цифровых интерфейсов (DX-500T - 16UpN). В аварийном режиме, при выходе из строя одного модуля ADK управление переходит ко второму, исправному модулю.

- DX-500Ti-ADK - управляющий модуль исполнительной станции. Все вышесказанное о модуле DX-500Tr - ADK относится и к модулю DX-500Ti - ADK. Отличаются программным обеспечением.

- DX-500Tе-ADK - управляющий модуль для ЕДЦУ. Все вышесказанное о модуле DX-500Tr - ADK относится и к модулю DX-500Tе - ADK. Отличаются программным обеспечением.

- DX-500T-РСМ-2 - субмодуль на два цифровых потока Е1. Располагается на модуле DX-500Tr – ADK, DX-500Ti-ADK и DX-500Tе-ADK.

- DX-500T-16UpN - модуль цифровых интерфейсов на 16 портов. Позволяет подключить до 16 цифровых (BRI) пультов по U стыку. Один модуль DX-500Tr (e) (i)-ADK обслуживает до 2-х модулей DX-500T-16UpN. При этом работа пульта гарантированно обеспечивается при дальности выноса пульта от аппаратуры на расстояние до 2,0 км (при использовании кабеля 5-ой категории скрутки или магистрального кабеля). Возможен вынос пульта на расстояние до 3,0 км, но только после проведения соответствующих измерений абонентской линии. В качестве абонентского терминала используются цифровые телефоны (пульты) Optiset Comfort, позволяющие подключить до 4-х приставок (консолей) на 16 именных клавиш каждая.

- DX-500М-32М - модуль линейных комплектов. На модуле устанавливаются от 1 до 16 субмодулей линейных комплектов, имеющих в своем составе 1 или 2 порта (зависит от типа субмодуля; цифра 1 или 2 в названии субмодуля обозначает количество портов). Таким образом, на модуле может быть размещено от 1 до 32 портов.

Ниже приведено  описание субмодулей, устанавливаемых  на модуль DX-500М-32М.

- DX-500-А02S - субмодуль абонента ЦБ. Возможна установка до 16 штук на любое место любого модуля DX-500М-32М.

- DX-500Т-А01SLT - субмодуль абонента имеющего право выхода в групповой канал. Возможна установка до 16 штук на любое место модулей DX-500М-32М, расположенных на двух ближних к плате DX-500Т-ADK местах (с номерами 0 или 1 на рис.7).

- DX-500Т-А01PGS - субмодуль линии перегонной связи.  Возможна установка до 16 штук на любое место любого модуля DX-500М-32М.

- DX-500Т-А01KSP - субмодуль 2-х проводной линии избирательной связи с согласованным подключением (600 Ом). Возможна установка до 16 штук на любое место модулей DX-500М-32М, расположенных на двух ближних к плате DX-500Т-ADK местах (с номерами 0 или 1 на рис.7).

- DX-500Т-А01KVP - субмодуль 2-х проводной линии избирательной связи с высокоомным подключением (20 кОм). Возможна установка до 16 штук на любое место модулей DX-500М-32М, расположенных на двух ближних к плате DX-500Т-ADK местах (с номерами 0 или 1 на рис.7).

Схема, поясняющая использование субмодулей DX-500Т - А01KVP и DX-500Т - А01KSP приведена на рис. 2.

- DX-500Т - А01PRS - субмодуль 2-х проводной линии поездной радиосвязи. Возможна установка до 16 штук на любое место двух ближних к платам DX-500Т-ADK модулей DX-500М-32М.

- DX-500-А02F - субмодуль канала тональной частоты (ТЧ). Возможна установка до 8 штук на места с 8 по 23 любого модуля DX-500М-32М, но не более 16 штук на один модуль DX-500Т-ADK.

- DX-500-А02Т - субмодуль 2-х проводной линии с питанием извне (например абонентская линия другой АТС, линия от комплекта ЦБ другого устройства). Возможна установка до 16 штук на любое место любого модуля DX-500М-32М.

- DX-500Т-DT64 - субмодуль на два канала передачи данных (ПД) по стыку RS-232. Возможна установка до 8 штук на места с 8 по 23 любого модуля DX-500М-32М.

- DX-АLB -02 - субмодуль для сопряжения с телефонными аппаратами МБ. Субмодуль наружного исполнения. Устанавливается вне аппаратуры МиниКОМ DX-500.ЖТ вблизи кросса и включается между субмодулем DX-500-A02S (SLT) и линией МБ.

Типы линейных комплектов аппаратуры МиниКОМ DX-500.ЖТ

4-х проводное  окончание ТЧ (DX-500-A02F). Позволяет включить в станцию канал тональной частоты, который можно использовать для подключения:

- аналогового  ответвления к каналу диспетчерской  связи или стационарной радиостанции  РС6 (РС46М) к каналу ПРС-С на  исполнительной станции;

- к распорядительной  коммутационной станции аналоговой  каналообразующей аппаратуры;

- к каналу  дуплексной поездной радиосвязи  стационарной радиостанции;

- линий телеуправления (ТУ) и телесигнализации (ТС);

- устройств  для регистрации переговоров  (магнитофон и т.п.);

- 4-х проводных  соединительных линий к АТС  с различным типом сигнализации (для применения в станции ОбТС).

 На субмодуле  расположено два канала ТЧ. Устанавливается  на модуль DX-500М-32М только на  места портов с номерами с  8 по 23. Таким образом на модуле может быть расположено 8 субмодулей. Один модуль DX-500Tr (е) (i)-АDK поддерживает работу 16-ти субмодулей DX-500-А02F.

Линейный комплект рассчитан на передачу сигналов избирательного вызова С2/11, а так же на передачу и прием сигналов взаимодействия с радиостанциями ПРС-С.

Схема подключения канала ПРС-С к аппаратуре распорядительной станции приведена на рис 3.

Номинальный уровень  передачи

в сторону канала ТЧ      минус 13 дБ

I Z I = 600 Ом

Номинальный уровень  приема

от канала ТЧ        + 4,0 дБ

I Z I = 600 Ом

Для подключения  радиостанции

номинальный уровень  в сторону 

передатчика радиостанции     + 4,0 дБ

Номинальный уровень  от приемника

радиостанции       минус 13 дБ

Указанные уровни могут  программно изменяться в пределах от –13 до +4 дБ с шагом 1 дБ.

- 2-х проводное окончание ТЧ (DX-500T-A01-KSP). Позволяет подключать 2-х проводную линию избирательной связи на аналоговых ответвлениях. Выполняет функцию согласующего устройства и преобразования кодов С2/11, передающихся в цифровом виде по цифровому групповому каналу, в частотные посылки. На субмодуле расположено два порта, к одному из которых подключается линия избирательной связи, а на другом порту реализовано устройство управления голосом (УУГ). Требует дополнительной настройки, которая проводится в процессе пуско-наладочных работ. Устанавливается только на 0-й или 1-ый (см. рис7) модуль DX-500М-32М (порты с 0 по 63). В субмодуле реализована система АРУ и регулировка АЧХ в пределах –3…+3 дБ.

Структурная схема линейного  окончания приведена на рис. 4:

Номинальный уровень  передачи

в сторону линии       +3 дБ

Уровень приема от линии     +5 ¸ минус 20 дБ

I Z I = 600 Ом

- 2-х проводное окончание ТЧ (DX-500T-A01-KVP). Позволяет подключать аппаратуру МиниКОМ DX-500.ЖТ к 2-х проводной линии избирательной связи.

Структурная схема линейного  окончания приведена на рис. 5:

Номинальный уровень  передачи

в сторону линии       +5 дБ

Уровень приема от линии     +5 ¸ минус 20 дБ

I Z I при приеме и  передаче > 20 кОм

Не позволяет работу по воздушным линиям связи.

Линейный комплект рассчитан  на прием и дешифрацию сигналов тонального избирательного вызова С2/11.

- 2-х проводное окончание (DX-500T-A01-SLT) абонента имеющего право выхода в групповой канал. Позволяет подключать телефонные аппараты абонентов избирательной связи вместо существующих промпунктов на станциях или на ответвлениях, на которых расположен один промпункт с заменой промпункта на телефонный аппарат ЦБ. На субмодуле расположено два порта, к одному из которых подключается абонентское устройство, а на другом порту реализовано устройство управления голосом (УУГ). Устанавливается только на 1-й или 2-ой модуль DX-500М-32М (порты с 0 по 63). Требует дополнительной настройки.

- 2-х проводное окончание (DX-500-A02S) абонента ЦБ. На субмодуле расположено два порта, позволяющие подключить двух абонентов ЦБ (абонентов станционной распорядительной связи), педали диспетчера (дежурного).

- 2-х проводное окончание (DX-500Т-A01PGS) для подключения к коммутационной станции линии перегонной связи. В качестве абонентских терминалов могут использоваться трубки перегонной связи сопротивлением 6кОм при подключении к линии и 600Ом при нажатой тангенте, как без номеронабирателя так и с ним. Набор номера возможен шлейфными импульсами и в режиме DTMF. Не поддерживает индукторный вызов абонента. На субмодуле расположено два порта, к одному из которых подключается линия перегонной связи, а на другом порту реализовано устройство управления тангентой.

- 2-х проводное окончание (DX-ALB -02) для подключения к коммутационной станции двух линии межстанционной связи. Преобразует индукторно-шлейфовую сигнализацию (ЦБ) в индукторную (МБ). Может использоваться для организации межстанционной связи по физической линии. Включается за субмодулем DX-500-А02S. Выполнен в наружном исполнении и на модуль DX-500М-32М не устанавливается.

- 2-х проводное окончание (DX-500Т-A01PRS) для подключения к каналу поездной радиосвязи симплексной радиостанции ЖРУ. Выполняет функцию согласующего устройства и преобразования кодов С2/6, передающихся в цифровом виде по цифровому групповому каналу, в частотные посылки, вырабатывает напряжение постоянного тока 60В для включения радиостанции на передачу.

- Окончание (DX-500Т-DT64) на два канала передачи данных (ПД) по стыку RS-232. В асинхронном режиме обеспечивает работу со скоростью до 19200 Бит/с, при расстоянии до аппаратуры ПД не более 15 м. В синхронном режиме обеспечивает работу со скоростью 64 кБит/с, при расстоянии до аппаратуры ПД не более 10 м.

- 2-х проводное окончание (DX-500-А02Т) для подключения линии с питанием извне. Позволяет подключить 2-х проводную абонентскую линию от другой АТС, существующие типы пультов руководителей, работающих по сигнализации ЦБ с питанием в линию.

Устройства сопряжения для  подключения цифровых каналов

Устройства сопряжения для каналов 34 Мбит\с.

В качестве системы передачи по ВОЛС в аппаратуре МиниКОМ DX-500.ЖТ возможно использование аппаратуры ТЛС-31 завода «Морион», аппаратуры Т-316 выпускаемой ЗАО «Ротек» и  др.

При проектировании необходимо учитывать, что световодные соединительные шнуры (patch-cord) длинной 30 м с разъемами FC входят в комплект поставки аппаратуры ТЛС-31. В комплект поставки аппаратуры Т-316 патч-корды не входят. Не входят в комплект поставки обоих типов аппаратуры и кабели для соединения аппаратуры и кроссового оборудования.